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Produzione delle celle in silicio

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  • Produzione delle celle in silicio

    Buona sera a tutti!
    Qualcuno sarebbe così gentile nel spiegarmi come si producono le celle dei pannelli fotovoltaici, sono interessato sopratutto alla tecnologia policristallina.

    da quello che ho trovato in rete sembra che ci siano le seguenti fasi:

    1 estrazione del materiale: principalmente sabbie contenenti silicio

    2 fusione in un forno ad arco elettrico con del carbone per fare avvenire la seguente reazione
    SiO2 + C ? Si + CO2
    ed ottenere il silicio metallurgico

    3 purificazione chimica attraverso il tetracloruro di sodio e la distillazione

    4 fusione in un forno a induzione e cristallizzazione in un unico blocco

    5 taglio con filo, operazione che fà perdere circa metà del materiale.

    6 drogaggio

    secondo me i punti deboli della catena sono la purificazione perchè é energeticamente dispendiosa e il taglio perchè fà perdere troppo materiale prezioso.

    Non si potrebbe pensare di formare il cristallo su una superficie piana in modo tale da ottenere una sottile lamina? oppure una laminazione a caldo fino ad ottenere uno spessore di pochi decimi di millimetro??
    che ne pensate, è fantascienza...

  • #2
    ciao johnsurf
    Questa è una delle prime cose che mi sono venute in mente leggendo il tuo messaggio:
    Tesi etd-06132006-174127
    dalla pagina 36 in avanti spiega le tecnologie per la produzione delle celle mono e poli cristallina.

    Perchè dici di essere interessato particolarmente alla tecnologia policristallina e poi spieghi (nel punto 4) quella monocristallina?

    Perchè parli di punti deboli? La purificazione fino al grado solare è una necessità per far funzionare la cella, e poi il taglio...... non so che competenze tecnologiche hai, ma dalle poche che ho io, il silicio (mono o poli) cristallino non ha esattamente le stesse proprietà di un metallo che puoi lavorare plasticamente formandolo a caldo o a freddo, saldarlo, trattarlo termicamente per cambiarne le caratteristiche meccaniche ecc. ecc....
    In sostanza il silicio CRISTALLINO è molto più simile ad un diamante che ad un pezzo di ferro.

    Non dimentichiamo che le tecniche di produzione delle celle in silicio cristallino sono note dagli anni '50, e attualmente si cerca di ottimizzarle. Scaldare della sabbia fino a farla fondere è relativamente semplice (infatti il vetro costa poco), ma tutto il resto per arrivare alla cella è un altro paio di maniche.

    Proprio oggi (ieri) all'ecomondo di Rimini si è parlato della nascente filiera Italiana del fotovoltaico (Arendi, Xcell) e ho visto anche che a Ferrara sorgerà la prima fabbrica Italiana di silicio di grado solare.... un investimento da 360 milioni per produrne dal 2010 4.000 tonnellate/anno: Zoom
    e questa..... non è fantascienza.

    saluti
    carest
    aggiornamento del mio file sui costi storici dell'elettricità a gennaio 2022
    https://www.energeticambiente.it/for...01#post2184501

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    • #3
      Grazie per il link, molto interessante!
      Secondo me il nei prossimi anni il monocristallino resterà un prodotto di nicchia, solo per applicazioni dove é assolutamente necessario un alto rapporto potenza/supeficie occupata.
      Io vedo il policristallino più ecocompatibile (richiede meno di un quinto dell'energia rispetto al monocristallino), e la differenza di efficienza é accettabile.
      Il punto 4 mi sembra si applichi anche al policristallino, solo che invece di far crescere lentamente un cilindro monocristallino di silicio partendo da un seme, lo si versa fuso in uno stampo, e poi lo si fà solidificare orientando i cristalli in una determinata direzione.
      Quindi il processo di rifusione in un forno a induzione penso si applichi a entrabe le tecnologie, solo che per il poly è più rapido e meno costoso.
      Ammetto che le mie conoscenze tecniche sui materiali fotovoltaici sono praticamente nulle, ho studiato ingegneria e adesso sono nel ramo dell'impiantistica siderurgica, laminatoi a caldo per l'esattezza.
      Il mio sogno é vedere comparire fabbriche in grado di produrre 100.000 o più tonnellate/anno di silicio (a parità di investimento), ma con un processo continuo e altamente produttivo.
      Riguardo alla fabbrica di Ferrara sono contento dell'iniziativa, ma un pò perplesso. In italia i prezzi della energia elettrica sono tra i più alti d'europa, e come tutti sappiamo la fabbricazione del silicio mangia molta energia.

      Molto interessante questo sito ASPO Italia - Fotovoltaico e Silicio
      Ciao!

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      • #4
        Per gli appasionati

        Segnalo questo link per chi fosse interessato ad utilizzare batterie al litio ad un prezzo interessante: http://www.focusbioenergia.it/images...ie%20litio.pdf

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        • #5
          Non vorrei dire una fesseria ma perchè il taglio (che a quanto pare fa "perdere" metà del materiale, vedi punto 5) non viene effettuato anzichè con l'antiquato e grossolano filo con l'utilizzo del ben più preciso e "chirurgico" laser?
          Una pistola laser non è affatto così costosa se utilizzata per grandi quantità...
          Ciao

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